KR20030037214A - Image sensor for measuring the sheet resistance and fabricating method of the same - Google Patents

Image sensor for measuring the sheet resistance and fabricating method of the same Download PDF

Info

Publication number
KR20030037214A
KR20030037214A KR1020010068386A KR20010068386A KR20030037214A KR 20030037214 A KR20030037214 A KR 20030037214A KR 1020010068386 A KR1020010068386 A KR 1020010068386A KR 20010068386 A KR20010068386 A KR 20010068386A KR 20030037214 A KR20030037214 A KR 20030037214A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
pixel array
test pattern
test
substrate
Prior art date
Application number
KR1020010068386A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100429568B1 (en
Inventor
이원호
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR10-2001-0068386A priority Critical patent/KR100429568B1/en
Publication of KR20030037214A publication Critical patent/KR20030037214A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100429568B1 publication Critical patent/KR100429568B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689MOS based technologies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE: An image sensor for measuring sheet resistance is provided to increase the lifetime of an image sensor by more precisely measuring the sheet resistance of a photodiode in a deep level such that the sheet resistance is one of important process parameters. CONSTITUTION: A pixel array is prepared on a substrate(30) to substantially operate a device, including a pinned photodiode having a structure in which a p¬0 region, an n¬- region(31) and a p-epi layer are stacked. A test pattern measures the sheet resistance of the n¬- region, integrated in the substrate together with the pixel array. A test n¬- region is formed in a test p-epi layer. A dummy gate pattern(36) comes in direct contact with a test n¬- region. The p-epi layer without the p¬0 region, the test n¬- region and the dummy gate pattern are included in the test pattern.

Description

면저항을 측정하기 위한 이미지센서 및 그 제조 방법{Image sensor for measuring the sheet resistance and fabricating method of the same}Image sensor for measuring the sheet resistance and its manufacturing method {Image sensor for measuring the sheet resistance and fabricating method of the same}

본 발명은 이미지센서에 관한 것으로 특히, 깊은 포토다이오드 영역의 면저항(Sheet Resistance; 이하 Rs라 함)를 측정하기 위한 테스트 패턴을 포함하는 이미지센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image sensor, and more particularly, to an image sensor including a test pattern for measuring sheet resistance (hereinafter referred to as Rs) in a deep photodiode region and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 이미지센서라 함은 광학 영상(Optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체소자로서, 이중 전하결합소자(CCD : Charge Coupled Device)는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, CMOS(Complementary MOS; 이하 CMOS) 이미지센서는 제어회로(Control circuit) 및 신호처리회로(Signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소수만큼 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(Output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. In a double charge coupled device (CCD), individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors are very different from each other. A device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while being located in close proximity, and CMOS (Complementary MOS) image sensor is a CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as peripheral circuits. Is a device that employs a switching method that creates MOS transistors by the number of pixels and sequentially detects the output using them.

이러한 다양한 이미지센서를 제조함에 있어서, 이미지센서의 감광도(Photo sensitivity)를 증가시키기 위한 노력들이 진행되고 있는 바, 그 중 하나가 집광기술이다. 예컨대, CMOS 이미지센서는 빛을 감지하는 포토다이오드와 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 CMOS 로직회로부분으로 구성되어 있는 바, 광감도를 높이기 위해서는 전체 이미지센서 면적에서 포토다이오드의 면적이 차지하는 비율(이를 통상 Fill Factor"라 한다)을 크게 하려는 노력이 진행되고 있다.In manufacturing such various image sensors, efforts are being made to increase the photo sensitivity of the image sensor, and one of them is a light condensing technology. For example, a CMOS image sensor is composed of a photodiode for detecting light and a portion of a CMOS logic circuit for processing the detected light into an electrical signal to make data. To increase light sensitivity, the ratio of the photodiode to the total image sensor area is increased. Efforts have been made to increase (usually referred to as Fill Factor).

도 1은 통상적인 CMOS 이미지센서의 단위 화소(Unit Pixer) 회로도로서, 광감도(Sensitivity)를 높이고, 단위 화소간의 크로스 토크 효과를 줄이기 위하여 서브미크론 CMOS Epi 공정을 적용하였다.FIG. 1 is a unit pixel circuit diagram of a conventional CMOS image sensor, and a submicron CMOS Epi process is applied to increase sensitivity and reduce cross talk effects between unit pixels.

이러한 단위 화소로부터 출력을 얻어내는 동작원리를 살펴보면 다음과 같다.The operation principle of obtaining an output from such a unit pixel is as follows.

가. Tx, Rx, Sx를 오프 시킨다. 이때 저전압 베리드 포토 다이오드는 완전한 공핍(Fully depletion) 상태이다.end. Turn off Tx, Rx, Sx. The low voltage buried photodiode is then fully depletion.

나. 광전하(Photogenerated Charge)를 저전압 Buried 포토 다이오드에 모은다.I. Photogenerated charge is collected in a low voltage buried photo diode.

다. 적정 인터그레이션(Integration) 시간후에 Rx를 온시켜 플로팅 센싱 노드(Floating Sensing Node)를 1차 리셋(Reset) 시킨다.All. After a proper integration time, the Rx is turned on to reset the floating sensing node first.

라. Sx를 온시켜 단위 화소를 온시킨다.la. The unit pixel is turned on by turning on Sx.

마. 소스 팔로워 버퍼(Source Follower Buffer)의 출력전압(V1)을 측정한다.이 값은 단지 플로팅 센싱 노드(Floating Sensing Node)의 직류 전위 변화(CD level shift)를 의미한다.hemp. The output voltage V1 of the source follower buffer is measured. This value merely represents the CD level shift of the floating sensing node.

바. Tx를 온 시킨다.bar. Turn on Tx.

사. 모든 광전하(Photogenerated Charge)는 플로팅 센싱 노드(Floating Sensing Node)로 운송된다.four. All photogenerated charges are transported to Floating Sensing Nodes.

아. Tx를 오프 시킨다.Ah. Turn off Tx.

자. 소스 팔로워 버퍼(Source Follower Buffer)의 출력전압(V2)을 측정한다.character. Measure the output voltage (V2) of the source follower buffer.

차. 출력신호(V1-V2)는 V1과 V2 사이의 차이에서 얻어진 광전하 운송의 결과이며, 이느 노이즈(Noise)가 배제된 순수 시그날 값이 된다. 이러한 방법을 CDS(Corelated Double Sampling)라고 한다.car. The output signals V1-V2 are the result of the photocharge transport resulting from the difference between V1 and V2 and are pure signal values without noise. This method is called CDS (Corelated Double Sampling).

카. '가' ∼ '차' 과정을 반복한다. 단, 저전압 베리드 포토 다이오드는 '사' 과정에서 완전한 공핍상태(Fully Depletion)로 되어 있다.Ka. Repeat the process of 'a' to 'tea'. However, the low voltage buried photodiode is fully depleted during the 'dead' process.

한편, 상기한 이미지센서의 성능을 좌우하는 가장 큰 요인 중의 하나가 바로 포토다이오드이다. 따라서, 포토다이오드의 특성을 정확하게 테스트하는 것 또한 매우 중요하다고 할 수 있으며, 정전용량 못지 않게 포토다이오드의 깊은 n-영역에서의 전기적 특성 또한 중요하다.On the other hand, one of the biggest factors that influence the performance of the image sensor is a photodiode. Therefore, it is also very important to accurately test the characteristics of the photodiode, and the electrical characteristics in the deep n-region of the photodiode is just as important as the capacitance.

도 2(a)는 종래기술에 따른 깊은 n-영역에서의 면저항을 측정하기 위한 이미지센서의 테스트 패턴을 도시한 평면도이며, 도 2(b)는 도 2(a)를 A-A'로 자른 단면도이다.FIG. 2 (a) is a plan view showing a test pattern of an image sensor for measuring sheet resistance in a deep n-region according to the prior art, and FIG. 2 (b) is taken along the line A-A 'of FIG. It is a cross section.

도 2(a)와 도 2(b)를 참조하면, P++층과 P-epi 층이 형성된 기판(20) 상에포토다이오드(21)가 이온주입을 통해 형성되어 있으며, 이는 n-와 P0가 기판(20) 하부에 적층된 구조를 이루고 활성영역(22)에 형성되어 있으며, 이러한 활성영역(22)을 다른 소자와 분리시키기 위한 필드절연막(22)이 형성되어 있으며, 포토다이오드(21)와 오버랩되도록 n+영역(소스/드레인 접합)이 형성되어 있다. 또한, 면저항 측정을 위해 상기 테스트 패턴에 전류를 흘려보내 그 값에 따른 Rs를 측정하기 위한 금속라인(23)이 형성되어 있으며, 그 일측(24a)에는 '+'단자를 타측에는 '-'단자를 연결한다.Referring to FIGS. 2A and 2B, a photodiode 21 is formed through ion implantation on a substrate 20 on which a P ++ layer and a P-epi layer are formed. It is formed under the substrate 20 and is formed in the active region 22. A field insulating film 22 is formed to separate the active region 22 from other elements. The photodiode 21 and the photodiode 21 An n + region (source / drain junction) is formed so as to overlap. In addition, a metal line 23 is formed to flow a current through the test pattern to measure sheet resistance for measuring sheet resistance, and a '+' terminal is formed at one side 24a and a '-' terminal at the other side. Connect it.

상기한 구조를 갖는 테스트 패턴에 의해 포토다이오드가 형성되어 있는 바, 이는 실제 이미지센서 소자와 동일 칩 상에 집적되므로 그 제조 공정 상에 동일 스텝을 통해 형성되지만, 이는 포토다이오드 n-영역의 Rs를 측정하기 위한 것이므로 게이트전극 등은 형성되지 않는다.The photodiode is formed by the test pattern having the above-described structure, which is formed on the same chip as the actual image sensor element, and thus is formed through the same step in the manufacturing process, but it is defined as Rs of the photodiode n-region. Since it is for measuring, a gate electrode or the like is not formed.

Rs는 n- 이온주입이 경사(Tilt) 또는 트위스트(Twist) 형태로 진행될 때, n-의 Rs는 공정 이상 유무를 판별할 수 있는 가장 핵심적인 PCM(Process Control Monitoring) 파라메타 중 하나이다.Rs is one of the most important process control monitoring (PCM) parameters to determine whether or not n- ion implantation proceeds in the form of tilt or twist.

또한, 초창기 이미지센서 제조시 포토다이오드의 P0영역 형성용 마스크를 별도로 제작하여 사용하였으나, 최근에는 별도의 마스크 제작에 따른 공정 상의 복잡성과 제조 비용의 증가 등을 이유로 이온주입시 불순물 농도와 에너지를 조절만으로 그 프로파일을 조절하는 전면 이온주입(Blanket IMP)을 실시하고 있다.In addition, in the early image sensor manufacturing process, a mask for forming the P0 region of the photodiode was manufactured and used separately, but recently, impurity concentration and energy are controlled during ion implantation due to the complexity of the process and the increase in manufacturing cost. Blank IMP is used to control the profile alone.

한편, 상기한 전면 이온주입시 단위화소(Unit pixel)의 형성에는 그 장점이 존재하게 되나, 도 2에 도시된 n-영역의 Rs 측정을 위한 테스트 패턴에는 다음과같은 문제가 발생하게 된다.On the other hand, there is an advantage in the formation of the unit pixel (Unit pixel) during the front ion implantation, the following problem occurs in the test pattern for measuring the Rs of the n-region shown in FIG.

즉, 단위화소에서는 P/N/P 구조가 형성되어 이상적인 포토다이오드가 형성되나, 이 경우 Rs 측정용 테스트 패턴 영역에서도 동일한 구조 즉, P/N/P 구조가 형성되어 핀치드 영역(Pinched region) 이 형성된다.That is, in the unit pixel, a P / N / P structure is formed to form an ideal photodiode. However, in this case, the same structure, that is, a P / N / P structure, is formed in the test pattern region for measuring Rs. Is formed.

n-영역의 면저항은 순수한 형태 즉, P형의 기판과 n-영역이 형성된 P/N 구조에서라야만 정확하게 측정이 가능한 것이다. 따라서, 상기한 바와 같이, n-영역 상에 P0가 형성됨으로써, 순수한 n-의 면저항 측정이 사실상 어렵게 된다.The sheet resistance of the n-region can be accurately measured only in pure form, that is, in a P-type substrate having a P-type substrate and an n-region. Thus, as described above, since P0 is formed on the n-region, pure sheet resistance of n- becomes virtually difficult.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은, 포토다이오드의 깊은 n-영역의 면저항을 보다 정확하게 측정할 수 있는 이미지센서 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention proposed to solve the above problems of the prior art, an object thereof is to provide an image sensor and a method of manufacturing the same that can more accurately measure the sheet resistance of the deep n-region of the photodiode.

도 1은 통상적인 CMOS 이미지센서의 단위 화소 회로도,1 is a unit pixel circuit diagram of a conventional CMOS image sensor;

도 2(a)는 종래기술에 따른 깊은 n-영역에서의 면저항을 측정하기 위한 이미지센서의 테스트 패턴을 도시한 평면도,2 (a) is a plan view showing a test pattern of an image sensor for measuring sheet resistance in a deep n-region according to the prior art;

도 2(b)는 도 2(a)를 A-A'로 자른 단면도,2 (b) is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 2 (a);

도 3(a)와 도 3(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 면저항 측정을 위한 테스트 패턴의 평면도와 단면사시도,3 (a) and 3 (b) are a plan view and a cross-sectional perspective view of a test pattern for measuring sheet resistance according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지센서 제조 공정을 도시한 단면도,4A to 4B are cross-sectional views illustrating an image sensor manufacturing process according to an embodiment of the present invention;

도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지센서 제조 공정을 도시한 단면도,5A to 5B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an image sensor according to another embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지센서의 테스트 패턴을 도시한 평면도.Figure 6 is a plan view showing a test pattern of the image sensor according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

30 : 기판30: substrate

31 : n-영역31: n-region

32 : 필드절연막32: field insulating film

33 : 금속라인33: metal line

34a, 34b : 외부 단자34a, 34b: external terminal

35 : 소스/드레인35: source / drain

36 : 더미 게이트 패턴36: dummy gate pattern

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함하여 실질적인 소자 구동을 위해 기판에 제공되는 화소어레이; 및 상기 화소어레이와 함께 동일한 상기 기판 상에 집적되며, 상기 n-영역의 면저항을 측정하기 위한 테스트 패턴을 포함하며, 상기 테스트 패턴은 P0영역 없이 상기 P에피층과, 테스트용 P에피층에 제공되는 테스트용 n-영역과, 상기 테스트용 n-영역 상에 직접 접촉된 더미 게이트 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a pixel array including a pinned photodiode having a structure in which a P0 region / n-region / P epi layer is stacked; And a test pattern integrated on the same substrate together with the pixel array and measuring a sheet resistance of the n-region, wherein the test pattern is provided to the P epi layer and the test P epi layer without a P 0 region. And a dummy gate pattern directly contacted on the test n-region.

바람직하게 본 발명의 상기 테스트 패턴은 상기 더미 게이트 패턴이 오픈된 일부영역에 상기 n-영역과 오버랩되어 제공된 이온주입 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 하며,Preferably, the test pattern may further include an ion implantation blocking layer provided to overlap the n- region in a partial region in which the dummy gate pattern is opened.

상기 이온주입 차단층은 0.3㎛ 내지 0.4㎛의 폭을 갖는 것을 특징으로 하며,The ion implantation blocking layer has a width of 0.3 ㎛ to 0.4 ㎛,

상기 테스트 패턴은, 상기 n-영역과 그 일부가 오버랩되어 면저항 측정시 상기 n-영역으로의 전기 신호의 흐름을 제공하기 위한 소스/드레인 접합; 및 상기 n-영역과 상기 소스/드레인 접합이 오버랩된 영역의 상기 소스/드레인 접합에 콘택되어 외부로부터의 전기 신호를 입출력하기 위한 금속라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The test pattern may include: a source / drain junction for overlapping the n-region and a part thereof to provide a flow of an electrical signal to the n-region when measuring sheet resistance; And a metal line contacting the source / drain junction in a region where the n-region and the source / drain junction overlap each other, for inputting and outputting an electrical signal from the outside.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함한 화소어레이와, 상기 n-영역의 면저항 측정을 위한 테스트 패턴을 동일 기판에 동시에 집적하기 위한 이미지센서 제조 방법에 있어서, 상기 화소어레이의 게이트 패턴을 마스크로 사용하여 테스트용 P0영역없이 테스트용 n-영역으로 상기 테스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a pixel array including a pinned photodiode having a structure in which a P0 region / n-region / P epi layer is stacked, and a test pattern for measuring sheet resistance of the n-region on the same substrate. An image sensor manufacturing method for simultaneously integrating an image sensor, the method comprising: forming a test pattern in a test n-region without using a test P0 region using a gate pattern of the pixel array as a mask. do.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함한 화소어레이와, 상기 n-영역의 면저항 측정을 위한 테스트 패턴을 동일 기판에 동시에 집적하기 위한 이미지센서 제조 방법에 있어서, 상기 화소어레이 영역에 게이트 패턴을 형성하며, 상기 테스트 패턴영역에는 소정 폭의 홈을 갖는 더미 게이트 패턴을 형성하는 단계; 이온주입을 실시하여 상기 화소어레이 영역의 기판 하부에 상기 게이트 패턴과 일측이 오버랩되는 포토다이오드용 n-영역과 상기 테스트 패턴 영역의 상기 홈 하부의 기판에 면전류 측정을 위한 n-영역을 동시에 형성하는 단계; 상기 n-영역이 형성된 상기 기판 전면에 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층을 전면식각하여 상기 화소어레이 영역의 상기 게이트 패턴 측벽에 스페이서를 형성함과 동시에 상기 테스트 패턴에는 상기 홈 내에 잔류하는 이온주입 차단층을 형성하는 단계; 및 상기 n-영역이 형성된 상기 화소어레이 영역 및 상기 이온주입 차단층이 형성된 상기 테스트 패턴 영역을 포함한 기판 전면에 이온주입을 실시하여 상기 화소어레이 영역에서만 상기 기판 표면으로부터 상기 n-영역으로 확장된 P0영역을 형성하는 단계를 포함하는 이미지센서 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a pixel array including a pinned photodiode having a structure in which a P0 region / n-region / P epi layer is stacked, and a test pattern for measuring sheet resistance of the n-region on the same substrate. An image sensor manufacturing method for simultaneously integrating a semiconductor device, the method comprising: forming a gate pattern in the pixel array region, and forming a dummy gate pattern having a groove having a predetermined width in the test pattern region; The ion implantation is performed to simultaneously form an n-region for a photodiode in which one side overlaps with the gate pattern and a n-region for surface current measurement on a substrate under the groove of the test pattern region under the substrate of the pixel array region. Making; Forming an insulating layer on an entire surface of the substrate on which the n-region is formed; Forming a spacer on the gate pattern sidewall of the pixel array region by etching the entire surface of the insulating layer and forming an ion implantation blocking layer remaining in the groove on the test pattern; And P0 extended from the substrate surface to the n-region by performing ion implantation on the entire surface of the substrate including the pixel array region where the n-region is formed and the test pattern region where the ion implantation blocking layer is formed. It provides a method for manufacturing an image sensor comprising forming a region.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함한 화소어레이와, 상기 n-영역의 면저항 측정을 위한 테스트 패턴을 동일 기판에 동시에 집적하기 위한 이미지센서 제조 방법에 있어서, 이온주입을 실시하여 상기 화소어레이 영역의 기판 하부에 포토다이오드용 n-영역과 상기 테스트 패턴 영역의 상기 기판 하부에 면전류 측정을 위한 n-영역을 동시에 형성하는 단계; 상기 화소어레이 영역에 상기 n-영역과 일측이 오버랩되도록 정렬된 게이트 패턴을 형성하며, 상기 테스트 패턴 영역에는 적어도 상기 n-영역을 덮으며 후속 P0영역 형성을 위한 이온주입시 상기 테스트 패턴 영역의 n-영역으로의 이온주입을 차단하기 위한 더미 게이트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 게이트 패턴이 형성된 상기 화소어레이 영역 및 상기 더미 게이트 패턴이 형성된 상기 테스트 패턴 영역을 포함한 기판 전면에 이온주입을 실시하여 상기 화소어레이 영역에서만 상기 기판 표면으로부터 상기 n-영역으로 확장된 P0영역을 형성하는 단계를 포함하는 이미지센서 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a pixel array including a pinned photodiode having a structure in which a P0 region / n-region / P epi layer is stacked, and a test pattern for measuring sheet resistance of the n-region on the same substrate. A method of manufacturing an image sensor for simultaneously integrating a photovoltaic device, the method comprising: implanting ions into an n-region for a photodiode under a substrate of the pixel array region and an n-region for measuring surface current under the substrate of the test pattern region; Simultaneously forming; A gate pattern may be formed in the pixel array region, the gate pattern aligned to overlap one side of the n-region, and the test pattern region may cover at least the n-region and n of the test pattern region during ion implantation to form a subsequent P0 region. Forming a dummy gate pattern for blocking ion implantation into the region; And implanting ion into the entire surface of the substrate including the pixel array region having the gate pattern and the test pattern region having the dummy gate pattern, thereby forming a P0 region extending from the substrate surface to the n-region only in the pixel array region. It provides an image sensor manufacturing method comprising the step of forming.

본 발명은 P/N/P 구조의 필드 포토다이오드를 갖는 화소어레이와 면저항 측정을 위한 테스트 패턴이 집적화된 이미제센서 제조시 P0영역 형성을 위한 전면 이온주입 공정시 테스트 패턴 영역에서의 n-영역 상에 P0영역이 형성되는 것을 방지하여 순수 n-영역의 면저항을 측정할 수 있도록 한다.The present invention relates to a pixel array having a P / N / P structure photodiode and an n-region in a test pattern region during a front ion implantation process for forming a P0 region when an image sensor is integrated with a test pattern for measuring sheet resistance. It is possible to measure the sheet resistance of the pure n-region by preventing the formation of the P0 region on the phase.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.

도 3(a)와 도 3(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 면저항 측정을 위한 테스트 패턴의 평면도와 단면사시도를 각각 나타내는 바, 도 3(b)는 도 3(a)를 B-B' 방향으로 절단한 것을 나타낸다.3 (a) and 3 (b) show a plan view and a cross-sectional perspective view of a test pattern for measuring sheet resistance according to an embodiment of the present invention, respectively, and FIG. 3 (b) shows BB ′ of FIG. 3 (a). It shows a cut in the direction.

도 3(a) 내지 도 3(b)를 참조하면, 본 발명의 이미지센서는 P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함하여 실질적인 소자 구동을 위해 기판(30)에 제공되는 화소어레이와, 화소어레이와 함께 동일한 기판 상에 집적되며, n-영역(31)의 면저항을 측정하기 위한 테스트 패턴을 포함하며, 테스트 패턴은 P0영역 없이 P에피층과, 테스트용 P에피층에 제공되는 테스트용 n-영역(31)과, 상기 테스트용 n-영역(31) 상에 직접 접촉된 더미 게이트 패턴(36)과 더미 게이트 패턴(36)이 오픈된 일부영역에 n-영역(31)과 오버랩되어 제공된 이온주입 차단층(37)을 구비하여 구성된다.3 (a) to 3 (b), the image sensor of the present invention includes a pinned photodiode having a structure in which a P0 region / n-region / P epi layer is stacked to provide a substrate for substantial device driving. A pixel array provided at 30) and integrated with the pixel array on the same substrate, and including a test pattern for measuring sheet resistance of the n-region 31, wherein the test pattern includes a P epi layer without a P0 region, and a test pattern. The test n-region 31 provided in the P epitaxial layer and a partial region in which the dummy gate pattern 36 and the dummy gate pattern 36 directly contacted on the test n-region 31 are opened. and an ion implantation blocking layer 37 provided overlapping with the n-region 31.

여기서, 이온주입 차단층(37)은 0.3㎛ 내지 0.4㎛의 폭을 갖으며, 상기 테스트 패턴은 n-영역(31)과 그 일부가 오버랩되어 면저항 측정시 n-영역(31)으로의 전기 신호의 흐름을 제공하기 위한 소스/드레인 접합(35)와, n-영역(31)과 소스/드레인 접합(35)이 오버랩된 영역의 소스/드레인 접합(35)에 콘택되어 외부로부터의 전기 신호를 입출력하기 위한 금속라인(33)을 더 구비하며, 금속라인(33)은 전기신호 입출력을 위한 외부의 단자(34a, 34b)에 연결되어 있다.Here, the ion implantation blocking layer 37 has a width of 0.3 μm to 0.4 μm, and the test pattern overlaps an n-region 31 with a part thereof, so that an electrical signal to the n-region 31 when measuring sheet resistance. The source / drain junction 35 and n / region 31 and the source / drain junction 35 in contact with the overlapped region of the source / drain junction 35 to provide a flow of the electrical signal from the outside are contacted. A metal line 33 for inputting and outputting is further provided, and the metal line 33 is connected to external terminals 34a and 34b for inputting and outputting electrical signals.

상기한 구성을 갖는 이미지센서에서, n-영역(31) 상은 이온주입 차단층(37)에 의해 후속 전면 이온주입 공정에 의한 P0영역 형성이 테스트 패턴 영역에서 차단되므로 즉, n-영역(31)이 상부의 더미 게이트 패턴(36)과 직접 접촉되므로, 순수한 테스트용 n-영역(31)에서의 Rs 측정이 가능해진다.In the image sensor having the above-described configuration, the n-region 31 is formed on the n-region 31 because the formation of the P0 region by the subsequent front ion implantation process is blocked in the test pattern region by the ion implantation blocking layer 37. Since it is in direct contact with the upper dummy gate pattern 36, it is possible to measure Rs in the pure test n-region 31.

여기서, 더미 테스트 패턴(36)은 제조 공정시 화소어레이 영역의 게이트 패턴과 동시에 형성되므로 그 구성 물질은 동일하나, 게이트 전극으로서의 기능을 수행하지 않고 단지 이온주입 차단층(37)과 더불어 화소어레이 영역에서의 후속 P0영역 형성을 위한 이온주입에 따른 테스트 패턴 영역에서 n-영역과 P0영역이 접촉되지 않도록 차단하는 기능을 수행하게 된다.Here, since the dummy test pattern 36 is formed at the same time as the gate pattern of the pixel array region during the manufacturing process, the constituent material is the same, but the pixel array region together with the ion implantation blocking layer 37 is not performed as a gate electrode. In the test pattern region according to the ion implantation for the formation of the subsequent P0 region in, the n-region and the P0 region are blocked from contacting each other.

여기서, 면저항 측정은 다음과 같은 바, 소스/드레인 접합(35)에 콘택된 금속라인(33)과 연결된 외부 단자(34a, 34b) 중 예컨대, '34a'에 '+'단자를 '34b'에 '-'단자를 각각 연결하여 전압을 걸어주면 소스/드레인 접합(35)에서 n-영역(31)을 가로지르는 전류가 흐르게 되는 바, 이를 토대로 n-영역(31)에서의 단위 면적당 저항 즉, Rs를 측정할 수 있게 된다.Here, the sheet resistance measurement is as follows, for example, '+ a' terminal '34b' to '34a' among the external terminals 34a and 34b connected to the metal line 33 contacted to the source / drain junction 35. When the voltage is applied by connecting the '-' terminals to each other, a current flowing across the n-region 31 flows in the source / drain junction 35. Based on this, the resistance per unit area in the n-region 31 is defined. Rs can be measured.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지센서 제조 공정을 도 4a 내지 도 4b를 참조하여 상세하게 설명하는 바, 여기서 기판(40)은 고농도인 P++ 층 및 P에피층이 적층된 것을 이용하는 바, 이하 도면의 간략화를 위해 기판(40)으로 칭한다.An image sensor manufacturing process according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4B, wherein the substrate 40 has a high concentration of a P ++ layer and a P epi layer. As used herein, the substrate 40 is referred to for simplicity of the drawings.

본 발명의 이미지센서는 P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함하는 화소어레이와, n-영역의 Rs를 측정하기 위한 테스트 패턴을 동일 기판에 동시에 집적하기 위한 이미지센서 제조 공정에 관한 것이다.The image sensor of the present invention simultaneously integrates a pixel array including a pinned photodiode having a stacked structure of a P0 region / n-region / P epi layer and a test pattern for measuring Rs of an n-region on the same substrate. It relates to an image sensor manufacturing process.

먼저, 이후 열공정에 의한 측면 확산(Lateral Diffusion)을 통해 소스 팔로워(Source Follower) 역할을 하는 드라이브 게이트(Drive Gate, Dx)와 스위칭(Switching) 역할로 어드레싱(Addressing)을 할 수 있도록 하는 셀렉트 게이트(Select Gate, Sx)를 내포할 수 있도록 P-well(도시하지 않음)을 형성시키는 공정을 실시한다.First of all, the drive gate (Dx) serving as a source follower and the switching gate (addressing) can be addressed by switching. A step of forming a P-well (not shown) is carried out so as to contain (Select Gate, Sx).

이어서, 기판(40)에 국부적으로 필드 절연막(41)을 형성한 다음, 필드 절연막(41)과 떨어진 화소어레이 영역에 게이트 패턴(42a, 43a) 예컨대, 트랜스퍼 게이트(Transfer gate)를 형성하는 바, 이는 포토다이오드에서 플로팅 센싱 노드(Floating sensing node; 이하 FD라 함)로 광전자를 운반하기 위한 역할을 하며, 게이트 절연막(42a)과 게이트용 전도층(43a)이 적층된 것이다. 이 때, 테스트 패턴 영역에는 0.3㎛ 내지 0.4㎛의 폭의 홈(44)을 갖는 더미 게이트 패턴(42b, 43b)을 형성하는 바, 더미 게이트 패턴(42b, 43b)은 화소어레이 영역에서의 게이트 패턴(42a, 43a)과 같은 게이트 전극으로서의 역할을 수행하지 않고 단지 그 구성 물질만 동일하므로 상기한 명칭으로 표기하였으며, 이는 후속 P0이온주입시 테스트용 n-영역 상에 P0영역이 형성되는 것을 방지하는 일종의 이온주입 차단층의 역할을 수행하게 된다.Subsequently, the field insulating film 41 is locally formed on the substrate 40, and then gate patterns 42a and 43a, for example, transfer gates are formed in the pixel array region away from the field insulating film 41. This serves to transport the photoelectrons from the photodiode to the floating sensing node (hereinafter referred to as FD), in which the gate insulating layer 42a and the gate conductive layer 43a are stacked. At this time, dummy gate patterns 42b and 43b having grooves 44 having a width of 0.3 μm to 0.4 μm are formed in the test pattern area, and the dummy gate patterns 42b and 43b are gate patterns in the pixel array area. Since the constituent materials are not the same as the gate electrodes (42a, 43a), only the constituent materials are the same, and thus, the names are described above, which prevents the formation of the P0 region on the test n-region during subsequent P0 ion implantation. It serves as a kind of ion implantation blocking layer.

이어서, 이온주입을 실시하여 화소어레이 영역의 기판(40) 하부에 게이트 패턴(42a, 43a)과 일측이 오버랩되는 포토다이오드용 n-영역을 형성하는 바, 이 때 테스트 패턴 영역에서는 홈(44)이 형성된 기판(40) 하부에 Rs 측정을 위한 테스트용 n-영역을 형성하며, 이는 동시에 이루어진다.Subsequently, ion implantation is performed to form an n-region for photodiodes in which one side overlaps the gate patterns 42a and 43a in the lower portion of the substrate 40 in the pixel array region. In this case, the groove 44 is formed in the test pattern region. A test n-region is formed below the formed substrate 40 for measuring Rs, which is performed at the same time.

구체적으로, 이온주입 마스크(45)를 이용하여 높은 에너지 예컨대, 160KeV 내지 180KeV의 에너지를 이용하여 N형 불순물을 저농도로 도핑하는 바, 오픈된 기판(40) 하부에 화소어레이의 포토다이오드용 n-영역과 테스트 패턴 영역의 테스트용 n-영역이 형성되는 것이다.Specifically, using the ion implantation mask 45 to dope the N-type impurities in a low concentration using a high energy, for example 160KeV to 180KeV energy, n- for the photodiode of the pixel array under the open substrate 40 The test n-regions of the region and the test pattern region are formed.

다음으로 도 4b에 도시된 바와 같이, 피알 스트립(PR strip)을 통해 이온주입 마스크(45)를 제거한 다음, 질화막 등을 전면에 증착한 후 전면식각을 실시하는 바, 화소어레이 영역에서는 게이트 패턴(42a, 43a) 측벽에 스페이서(46a)가 형성되며, 테스트 패턴 영역에서는 상기 홈(44) 내에 매립되어 잔류하는 이온주입 차단층(46b)이 형성되는 바, 이는 상술한 바와 같은 좁은 폭으로 홈(44)을 형성하였으므로 홈(44) 내에 잔류하도록 남게 되며, 더미 게이트 패턴(43b) 상부에 증착된 질화막 물질 등은 전면식각시 제거되고, 화소어레이 영역의 게이트 패턴(42a, 43a) 측벽에서는 스페이서(46a) 형태로 남는다. 따라서, 식각시 조건을 적절히 하여 식각후 상기한 프로파일을 이루도록 하는 것이 바람직하다.Next, as illustrated in FIG. 4B, the ion implantation mask 45 is removed through a PR strip, and a nitride film or the like is deposited on the entire surface, and then the entire surface is etched. In the pixel array region, a gate pattern ( Spacers 46a are formed on sidewalls 42a and 43a, and an ion implantation blocking layer 46b buried in the grooves 44 is formed in the test pattern region, which is a narrow width as described above. 44 is formed to remain in the groove 44, and the nitride film material deposited on the dummy gate pattern 43b is removed during the entire etching process, and the spacers are formed on the sidewalls of the gate patterns 42a and 43a of the pixel array region. 46a) remain in the form. Therefore, it is preferable to achieve the above profile after etching by appropriately etching conditions.

여기서, 화소어레이 영역에서의 스페이서(46a)는 후속 이온주입을 통한 얕은 드레인 접합(Lightly Doped Drain; 이하 LDD라 함)을 형성하여 핫 캐리어(Hot carrier) 효과 등을 억제하기 위한 것이며, 테스트 패턴 영역에서의 이온주입 차단층(46b)은 후속 P0 전면 이온주입(Blanket IMP)에 따른 테스트용 n-영역으로의 P0이온주입을 차단하기 위한 것이다.Here, the spacer 46a in the pixel array region is to form a lightly doped drain (LDD) through subsequent ion implantation to suppress a hot carrier effect and the like, and a test pattern region. The ion implantation blocking layer 46b at is intended to block P0 ion implantation into the test n-region following subsequent P0 frontal implantation (Blanket IMP).

이어서, FD 형성을 위한 고농도의 N형 불순물을 이온주입하여 n+영역 즉, 소스/드레인을 형성하는 바, 화소어레이 영역에서는 FD가 형성되며, 테스트 패턴 영역에서는 Rs 측정시 상기 테스트용 n-영역으로의 전기 신호의 흐름을 제공하기 위한 금속라인 콘택이 형성되는 역할을 한다.Subsequently, a high concentration of N-type impurities for FD formation are ion-implanted to form an n + region, that is, a source / drain, whereby an FD is formed in the pixel array region, and the test pattern region is an N-region for measuring Rs. A metal line contact is formed to provide a flow of electrical signals.

이어서, 포토다이오드용 P형 전극 형성을 위한 이온주입을 실시하는 바, 전면 이온주입을 실시한다.Subsequently, ion implantation is performed to form a P-type electrode for photodiodes, whereby ion implantation is carried out.

이 때, 화소어레이 영역에서는 기판(40) 표면으로부터 포토다이오드용 n-영역 내부로 확장되어 P0영역이 형성됨으로써, P/N/P 접합에 의해 공핍영역이 형성되면서 포토다이오드가 형성된다.At this time, in the pixel array region, a P0 region is formed by extending from the surface of the substrate 40 into the n-region for the photodiode, thereby forming a photodiode while forming a depletion region by P / N / P junction.

반면에, 테스트 패턴 영역에서는 이온주입 차단층(46b)에 의해 P0가 차단되므로 n-영역에는 P0영역이 접촉되지 않아 순수한 n-영역이 존재하게 된다.On the other hand, in the test pattern region, since P0 is blocked by the ion implantation blocking layer 46b, the P0 region is not in contact with the n-region, so that the pure n-region exists.

이어서, 도면에 도시되지는 않았지만, n+에 콘택된 금속라인을 형성하는 바, 화소어레이 영역에서의 FD 또는 게이트 패턴(42a, 43a) 등에 콘택된 금속라인이 형성되며, 테스트 패턴 영역에서는 Rs 측정을 위한 금속라인이 콘택된다.Subsequently, although not shown in the drawing, a metal line contacted with n + is formed to form a metal line contacted with an FD or gate patterns 42a and 43a in the pixel array region, and an Rs measurement is performed in the test pattern region. A metal line for contact is made.

이어서, 칼라필터 및 마이크로렌즈를 형성함으로써 이미지센서가 제조 공정이 완료된다.Subsequently, the manufacturing process of the image sensor is completed by forming the color filter and the microlens.

상기한 바와 같이, 이루어지는 본 발명의 일실시예에서는 종래의 화소어레이 형성을 위한 별도의 공정 순서를 변화시키지 않고 테스트 패턴 영역에서의 더미 게이트 패턴 만을 바꿈으로써, 공정 진행 상의 가장 변수 중의 하나인 n-영역의 면저항 측정을 위한 테스트 패턴 이용시 순수한 n-영역의 면저항을 측정할 수 있게 하여 그 정확성을 높일 수 있으므로, 이에 따른 이미지센서의 수율 향상을 기대할 수 있다.As described above, in one embodiment of the present invention, by changing only the dummy gate pattern in the test pattern region without changing a separate process order for forming a conventional pixel array, n-, which is one of the most variables in the process progression, When using a test pattern for measuring the sheet resistance of the region, it is possible to measure the sheet resistance of the pure n-region, thereby increasing its accuracy, and thus improving the yield of the image sensor can be expected.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지센서의 테스트 패턴을 도시한 평면도로서, 전술한 도 3(a)와 동일한 구성을 갖으나, 더미 게이트 패턴(36')에 홈이 형성되어 있지 않고 후속 금속라인(33) 콘택을 위한 소스/드레인 접합(35) 상부를 제외한 테스트용 n-영역(31) 상부를 덮도록 형성되어 있다.FIG. 6 is a plan view illustrating a test pattern of an image sensor according to another exemplary embodiment of the present invention, which has the same configuration as that of FIG. 3 (a), but no groove is formed in the dummy gate pattern 36 ′. It is formed to cover the top of the test n-region 31 except the top of the source / drain junction 35 for subsequent metal line 33 contacts.

여기서, 상기 도 3(a)와 동일한 구성에 대해서는 설명의 간략화를 위해 생략한다.Here, the same configuration as that of FIG. 3A is omitted for simplicity of description.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이이지센서 제조 공정을 도시한 단면도로서, 이하 도 5a 내지 도 5b를 참조하여 상세하게 설명하는 바, 여기서 기판(50)은 고농도인 P++ 층 및 P에피층이 적층된 것을 이용하는 바, 이하 도면의 간략화를 위해 기판(50)으로 칭한다.4A to 4B are cross-sectional views illustrating an easy sensor manufacturing process according to another exemplary embodiment of the present invention, which will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 5B, wherein the substrate 50 has a high concentration of a P ++ layer. And since the P epi layer is laminated, it is referred to as a substrate 50 for simplicity of the drawings.

본 발명의 이미지센서는 P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함하는 화소어레이와, n-영역의 Rs를 측정하기 위한 테스트 패턴을 동일 기판에 동시에 집적하기 위한 이미지센서 제조 공정에 관한 것이다.The image sensor of the present invention simultaneously integrates a pixel array including a pinned photodiode having a stacked structure of a P0 region / n-region / P epi layer and a test pattern for measuring Rs of an n-region on the same substrate. It relates to an image sensor manufacturing process.

먼저, 이후 열공정에 의한 측면 확산(Lateral Diffusion)을 통해 소스 팔로워(Source Follower) 역할을 하는 드라이브 게이트(Drive Gate, Dx)와 스위칭(Switching) 역할로 어드레싱(Addressing)을 할 수 있도록 하는 셀렉트 게이트(Select Gate, Sx)를 내포할 수 있도록 P-well(도시하지 않음)을 형성시키는 공정을 실시한다.First of all, the drive gate (Dx) serving as a source follower and the switching gate (addressing) can be addressed by switching. A step of forming a P-well (not shown) is carried out so as to contain (Select Gate, Sx).

이어서, 기판(50)에 국부적으로 필드 절연막(51)을 형성한 다음, n-이온주입을 위한 이온주입 마스크(52)를 형성하여 화소어레이 영역의 포토다이오드 형성 영역과 테스트 패턴 영역의 필드절연막(51)을 제외한 영역에 테스트용 n-영역 형성 영역이 오픈되도록 한다.Subsequently, a field insulating film 51 is formed locally on the substrate 50, and then an ion implantation mask 52 for n-ion implantation is formed to form a photodiode forming region of the pixel array region and a field insulating layer of the test pattern region ( The test n-region formation region is opened in the region except for 51).

이어서, 이온주입을 실시하여 화소어레이 영역의 기판(50) 하부에 포토다이오드용 n-영역을 형성하는 바, 이 때 테스트 패턴 영역에서는 기판(50) 하부에 Rs 측정을 위한 테스트용 n-영역이 형성되며, 이는 동시에 이루어진다.Subsequently, ion implantation is performed to form an n-region for a photodiode under the substrate 50 of the pixel array region. In this case, a test n-region for measuring Rs is formed below the substrate 50 in the test pattern region. Formed, which is done simultaneously.

한편, 화소어레이 영역에서는 게이트 패턴 형성이 안되어 있는 상태에서 n- 이온주입을 실시하므로 게이트 패턴에 의한 그 측면과 오버랩되록 하는 자기 정렬이 이루어 질수 없으므로, 게이트 형성 예정 영역을 막도록 이온주입 마스크(52) 정밀하게 제작하며 이온주입시에도 그 이온주입 에너지와 도핑 농도 등을 정밀하게제어한다.On the other hand, since the n-ion implantation is performed in the pixel array region without the gate pattern being formed, the self-alignment to overlap with the side surface by the gate pattern cannot be performed, so that the ion implantation mask 52 is blocked to prevent the gate formation region. Manufacture precisely and control ion implantation energy and doping concentration precisely even during ion implantation.

다음으로 도 5b에 도시된 바와 같이, 피알 스트립(PR strip)을 통해 이온주입 마스크(52)를 제거한 다음, n-영역에 오버랩되도록 정렬된 화소어레이 영역에 게이트 패턴(53a, 54a) 예컨대, 트랜스퍼 게이트(Transfer gate)를 형성하는 바, 이는 포토다이오드에서 플로팅 센싱 노드(Floating sensing node; 이하 FD라 함)로 광전자를 운반하기 위한 역할을 하며, 게이트 절연막(53a)과 게이트용 전도층(54a)이 적층된 것이다. 이 때, 테스트 패턴 영역에는 소스/드레인(도시하지 않음)을 제외한 테스트용 n-영역을 덮도록 더미 게이트 패턴(53b, 54b)을 형성하는 바, 더미 게이트 패턴(53b, 54b)은 화소어레이 영역에서의 게이트 패턴(42a, 43a)과 같은 게이트 전극으로서의 역할을 수행하지 않고 단지 그 구성 물질만 동일하므로 상기한 명칭으로 표기하였으며, 이는 후속 P0이온주입시 테스트용 n-영역 상에 P0영역이 형성되는 것을 방지하는 일종의 이온주입 차단층의 역할을 수행하게 된다.Next, as shown in FIG. 5B, the ion implantation mask 52 is removed through a PR strip, and then gate patterns 53a and 54a, for example, transfer, are arranged on the pixel array regions aligned to overlap the n-regions. A gate is formed, which serves to transport the photoelectrons from the photodiode to the floating sensing node (hereinafter referred to as FD), the gate insulating film 53a and the gate conductive layer 54a. This is laminated. In this case, the dummy gate patterns 53b and 54b are formed in the test pattern region to cover the test n-region except for the source / drain (not shown), and the dummy gate patterns 53b and 54b are formed in the pixel array region. Since the constituent materials are not the same as the gate electrodes of the gate patterns 42a and 43a in Eq. It serves as a kind of ion implantation blocking layer that prevents it from becoming.

계속해서, 질화막 등을 전면에 증착한 후 전면식각을 실시하는 바, 화소어레이 영역에서는 게이트 패턴(53a, 54a) 측벽에 스페이서(55)가 형성되며, 테스트 패턴 영역에서는 제거된다.Subsequently, after the nitride film or the like is deposited on the entire surface, the entire surface is etched. In the pixel array region, spacers 55 are formed on the sidewalls of the gate patterns 53a and 54a, and removed in the test pattern region.

여기서, 화소어레이 영역에서의 스페이서(55)는 후속 이온주입을 통한 LDD를 형성하여 핫 캐리어 효과 등을 억제하기 위한 것이다.Here, the spacer 55 in the pixel array region is for forming LDD through subsequent ion implantation to suppress a hot carrier effect or the like.

이어서, FD 형성을 위한 고농도의 N형 불순물을 이온주입하여 n+영역 즉, 소스/드레인을 형성하는 바, 화소어레이 영역에서는 FD가 형성되며, 테스트 패턴 영역에서는 Rs 측정시 상기 테스트용 n-영역으로의 전기 신호의 흐름을 제공하기 위한 금속라인 콘택이 형성되는 역할을 한다.Subsequently, a high concentration of N-type impurities for FD formation are ion-implanted to form an n + region, that is, a source / drain, whereby an FD is formed in the pixel array region, and the test pattern region is an N-region for measuring Rs. A metal line contact is formed to provide a flow of electrical signals.

이어서, 포토다이오드용 P형 전극 형성을 위한 이온주입을 실시하는 바, 전면 이온주입을 실시한다.Subsequently, ion implantation is performed to form a P-type electrode for photodiodes, whereby ion implantation is carried out.

이 때, 화소어레이 영역에서는 기판(50) 표면으로부터 포토다이오드용 n-영역 내부로 확장되어 P0영역이 형성됨으로써, P/N/P 접합에 의해 공핍영역이 형성되면서 포토다이오드가 형성된다.At this time, in the pixel array region, a P0 region is formed by extending from the surface of the substrate 50 into the n-region for the photodiode, thereby forming a depletion region by P / N / P junction, thereby forming a photodiode.

반면에, 테스트 패턴 영역에서는 더미 게이트 패턴(53b, 54b)에 의해 P0가 차단되므로 n-영역에는 P0영역이 접촉되지 않아 순수한 n-영역이 존재하게 된다.On the other hand, in the test pattern region, since the P0 is blocked by the dummy gate patterns 53b and 54b, the P-region is not in contact with the n-region, so that the pure n-region exists.

이어서, 도면에 도시되지는 않았지만, n+에 콘택된 금속라인을 형성하는 바, 화소어레이 영역에서의 FD 또는 게이트 패턴(53a, 54a) 등에 콘택된 금속라인이 형성되며, 테스트 패턴 영역에서는 Rs 측정을 위한 금속라인이 콘택된다.Subsequently, although not shown in the drawing, a metal line contacted with n + is formed to form a metal line contacted with an FD or gate patterns 53a and 54a in the pixel array region, and an Rs measurement is performed in the test pattern region. A metal line for contact is made.

이어서, 칼라필터 및 마이크로렌즈를 형성함으로써 이미지센서가 제조 공정이 완료된다.Subsequently, the manufacturing process of the image sensor is completed by forming the color filter and the microlens.

상기한 바와 같이, 이루어지는 본 발명의 다른 실시예에서는 종래의 화소어레이 형성을 위한 공정 순서를 변화 즉, 게이트 패턴 형성 전에 n-영역 형성을 위한 이온주입을 실시하며, 이 때, 테스트 패턴 영역에서의 더미 게이트 패턴은 테스트용 소스/드레인 형성 영역을 제외한 테스트용 n-영역을 덮도록 변화시킴으로써, 공정 진행 상의 가장 변수 중의 하나인 n-영역의 면저항 측정을 위한 테스트 패턴 이용시 순수한 n-영역의 면저항을 측정할 수 있게 하여 그 정확성을 높일 수 있으므로, 이에 따른 이미지센서의 수율 향상을 기대할 수 있다.As described above, in another embodiment of the present invention, a conventional process sequence for forming a pixel array is changed, that is, ion implantation for forming an n-region is performed before forming a gate pattern. The dummy gate pattern is changed to cover the test n-region except for the test source / drain formation region, thereby reducing the pure sheet resistance of the n-region when using the test pattern for measuring the sheet resistance of the n-region, which is one of the most variables in the process progression. Since the accuracy of the measurement can be increased, the yield of the image sensor can be expected.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명은, 공정 진행 상의 가장 큰 변수 중의 하나인 면저항을 측정시 핀드 포토다이오드의 깊은 n-영역을 순수한 n-영역으로 형성할 수 있도록 함으로써 면저항 측정에 보다 정확성을 기할 수 있으며, 순수한 면저항의 모니터링을 통해 포토다이오드 형성시 경사 또는 트윈 형태의 이온주입이 적용되는 공정의 이상발생 유무와 이온주입 장비 특성의 쉬프트 등과 같은 사고를 민감하게 발견하여 조치할 수 있으므로, 공정의 안정화에 기여할 것으로 예상된다.According to the present invention made as described above, it is possible to form a deep n-region of the pinned photodiode into a pure n-region when measuring the sheet resistance, which is one of the biggest variables in the process progress, more accurate in the sheet resistance measurement By monitoring the pure sheet resistance, it is possible to sensitively detect and take measures such as the occurrence of abnormality of the process to which the inclined or twin type ion implantation is applied and the shift of the characteristics of the ion implantation equipment when forming photodiode. It is expected to contribute.

또한, 깊은 n-영역 이온주입 공정의 적절한 통제 및 모니터링을 통해 안정화된 광특성을 갖는 이미지센서를 구현할 수 있음을 실시예를 통해 알아 보았다.In addition, it was found through the embodiment that the image sensor having a stable optical characteristics can be implemented through the proper control and monitoring of the deep n-region ion implantation process.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 본 발명은, 이미지센서의 가장 큰 공정 변수의 하나인 포토다이오드의 깊은 레벨에서의 면저항을 보다 정확하게 측정할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 이미지센서의 수율을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과를 기대할 수 있다.The present invention described above can be expected to be an excellent effect that can ultimately improve the yield of the image sensor by enabling more accurate measurement of the sheet resistance at the deep level of the photodiode, which is one of the largest process parameters of the image sensor. .

Claims (8)

P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함하여 실질적인 소자 구동을 위해 기판에 제공되는 화소어레이; 및A pixel array provided on a substrate for substantially device driving, including a pinned photodiode having a structure in which a P0 region / n-region / P epi layer is stacked; And 상기 화소어레이와 함께 동일한 상기 기판 상에 집적되며, 상기 n-영역의 면저항을 측정하기 위한 테스트 패턴을 포함하며,It is integrated on the same substrate with the pixel array, and includes a test pattern for measuring the sheet resistance of the n-region, 상기 테스트 패턴은 P0영역 없이 상기 P에피층과, 테스트용 P에피층에 제공되는 테스트용 n-영역과, 상기 테스트용 n-영역 상에 직접 접촉된 더미 게이트 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.The test pattern may include an P epi layer without a P0 region, a test n-region provided in a test P epi layer, and a dummy gate pattern directly contacted on the test n-region. sensor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테스트 패턴은 상기 더미 게이트 패턴이 오픈된 일부영역에 상기 n-영역과 오버랩되어 제공된 이온주입 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.The test pattern may further include an ion implantation blocking layer provided to overlap the n-region in a partial region where the dummy gate pattern is opened. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 이온주입 차단층은 0.3㎛ 내지 0.4㎛의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지센서.The ion implantation blocking layer has a width of 0.3 ㎛ to 0.4 ㎛. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테스트 패턴은,The test pattern is, 상기 n-영역과 그 일부가 오버랩되어 면저항 측정시 상기 n-영역으로의 전기 신호의 흐름을 제공하기 위한 소스/드레인 접합; 및A source / drain junction for overlapping the n-region and a portion thereof to provide a flow of an electrical signal to the n-region when measuring sheet resistance; And 상기 n-영역과 상기 소스/드레인 접합이 오버랩된 영역의 상기 소스/드레인 접합에 콘택되어 외부로부터의 전기 신호를 입출력하기 위한 금속라인A metal line contacting the source / drain junction in a region where the n-region and the source / drain junction overlap each other to input and output an electrical signal from the outside; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.Image sensor characterized in that it further comprises. P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함한 화소어레이와, 상기 n-영역의 면저항 측정을 위한 테스트 패턴을 동일 기판에 동시에 집적하기 위한 이미지센서 제조 방법에 있어서,A pixel array including a pinned photodiode having a structure in which a P0 region / n-region / P epi layer is stacked, and an image sensor manufacturing method for simultaneously integrating a test pattern for measuring sheet resistance of the n-region on the same substrate. , 상기 화소어레이의 게이트 패턴을 마스크로 사용하여 테스트용 P0영역없이 테스트용 n-영역으로 상기 테스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 제조 방법.And using the gate pattern of the pixel array as a mask to form the test pattern in a test n-region without a test P0 region. P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함한 화소어레이와, 상기 n-영역의 면저항 측정을 위한 테스트 패턴을 동일 기판에 동시에 집적하기 위한 이미지센서 제조 방법에 있어서,A pixel array including a pinned photodiode having a structure in which a P0 region / n-region / P epi layer is stacked, and an image sensor manufacturing method for simultaneously integrating a test pattern for measuring sheet resistance of the n-region on the same substrate. , 상기 화소어레이 영역에 게이트 패턴을 형성하며, 상기 테스트 패턴 영역에는 소정 폭의 홈을 갖는 더미 게이트 패턴을 형성하는 단계;Forming a gate pattern in the pixel array region, and forming a dummy gate pattern having a groove having a predetermined width in the test pattern region; 이온주입을 실시하여 상기 화소어레이 영역의 기판 하부에 상기 게이트패턴과 일측이 오버랩되는 포토다이오드용 n-영역과 상기 테스트 패턴 영역의 상기 홈 하부의 기판에 면전류 측정을 위한 n-영역을 동시에 형성하는 단계;Ion implantation is performed to simultaneously form an n-region for a photodiode in which one side overlaps the gate pattern and a n-region for surface current measurement on a substrate under the groove of the test pattern region under the substrate of the pixel array region. Making; 상기 n-영역이 형성된 상기 기판 전면에 절연층을 형성하는 단계;Forming an insulating layer on an entire surface of the substrate on which the n-region is formed; 상기 절연층을 전면식각하여 상기 화소어레이 영역의 상기 게이트 패턴 측벽에 스페이서를 형성함과 동시에 상기 테스트 패턴에는 상기 홈 내에 잔류하는 이온주입 차단층을 형성하는 단계; 및Forming a spacer on the gate pattern sidewall of the pixel array region by etching the entire surface of the insulating layer and forming an ion implantation blocking layer remaining in the groove on the test pattern; And 상기 n-영역이 형성된 상기 화소어레이 영역 및 상기 이온주입 차단층이 형성된 상기 테스트 패턴 영역을 포함한 기판 전면에 이온주입을 실시하여 상기 화소어레이 영역에서만 상기 기판 표면으로부터 상기 n-영역으로 확장된 P0영역을 형성하는 단계A P0 region extending from the substrate surface to the n-region by performing ion implantation on the entire surface of the substrate including the pixel array region where the n-region is formed and the test pattern region where the ion implantation blocking layer is formed. Forming steps 를 포함하는 이미지센서 제조 방법.Image sensor manufacturing method comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 홈은 0.3㎛ 내지 0.4㎛의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지센서 제조 방법.The groove has a width of 0.3 ㎛ to 0.4 ㎛ characterized in that the manufacturing method of the image sensor. P0영역/n-영역/P에피층이 적층된 구조를 갖는 핀드 포토다이오드를 포함한 화소어레이와, 상기 n-영역의 면저항 측정을 위한 테스트 패턴을 동일 기판에 동시에 집적하기 위한 이미지센서 제조 방법에 있어서,A pixel array including a pinned photodiode having a structure in which a P0 region / n-region / P epi layer is stacked, and an image sensor manufacturing method for simultaneously integrating a test pattern for measuring sheet resistance of the n-region on the same substrate. , 이온주입을 실시하여 상기 화소어레이 영역의 기판 하부에 포토다이오드용 n-영역과 상기 테스트 패턴 영역의 상기 기판 하부에 면전류 측정을 위한 n-영역을 동시에 형성하는 단계;Performing ion implantation to simultaneously form an n-region for a photodiode under the substrate of the pixel array region and an n-region for measuring surface current under the substrate of the test pattern region; 상기 화소어레이 영역에 상기 n-영역과 일측이 오버랩되도록 정렬된 게이트 패턴을 형성하며, 상기 테스트 패턴 영역에는 적어도 상기 n-영역을 덮으며 후속 P0영역 형성을 위한 이온주입시 상기 테스트 패턴 영역의 n-영역으로의 이온주입을 차단하기 위한 더미 게이트 패턴을 형성하는 단계; 및A gate pattern may be formed in the pixel array region, the gate pattern aligned to overlap one side of the n-region, and the test pattern region may cover at least the n-region and n of the test pattern region during ion implantation to form a subsequent P0 region. Forming a dummy gate pattern for blocking ion implantation into the region; And 상기 게이트 패턴이 형성된 상기 화소어레이 영역 및 상기 더미 게이트 패턴이 형성된 상기 테스트 패턴 영역을 포함한 기판 전면에 이온주입을 실시하여 상기 화소어레이 영역에서만 상기 기판 표면으로부터 상기 n-영역으로 확장된 P0영역을 형성하는 단계Ion implantation is performed on the entire surface of the substrate including the pixel array region in which the gate pattern is formed and the test pattern region in which the dummy gate pattern is formed to form a P0 region extending from the substrate surface to the n-region only in the pixel array region. Steps to 를 포함하는 이미지센서 제조 방법.Image sensor manufacturing method comprising a.
KR10-2001-0068386A 2001-11-03 2001-11-03 Image sensor for measuring the sheet resistance and fabricating method of the same KR100429568B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0068386A KR100429568B1 (en) 2001-11-03 2001-11-03 Image sensor for measuring the sheet resistance and fabricating method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0068386A KR100429568B1 (en) 2001-11-03 2001-11-03 Image sensor for measuring the sheet resistance and fabricating method of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030037214A true KR20030037214A (en) 2003-05-12
KR100429568B1 KR100429568B1 (en) 2004-05-03

Family

ID=29567875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0068386A KR100429568B1 (en) 2001-11-03 2001-11-03 Image sensor for measuring the sheet resistance and fabricating method of the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100429568B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101000600B1 (en) * 2003-04-30 2010-12-10 크로스텍 캐피탈, 엘엘씨 Test pattern for monitoring sheet resistivity of implantation process and cmos image sensor with built in the same
KR102553807B1 (en) 2021-08-25 2023-07-12 한밭대학교 산학협력단 Lateral photocurrent method for directly measuring the sheet resistance of cds on cu(in, ga)se2 devices under device operating conditions

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05275673A (en) * 1992-03-24 1993-10-22 Sony Corp Solid-state image sensor
JPH0722601A (en) * 1993-06-23 1995-01-24 Sony Corp Manufacture of semiconductor device
KR100275122B1 (en) * 1998-07-30 2000-12-15 김영환 Cmos image sensor and method of fabricating the same
KR100518868B1 (en) * 1998-07-30 2005-11-30 매그나칩 반도체 유한회사 Image sensor and manufacturing method
JP2001102561A (en) * 1999-09-28 2001-04-13 Sony Corp Manufacturing method of solid-state image pickup element
KR20010061355A (en) * 1999-12-28 2001-07-07 박종섭 Image sensor and method for fabrocating the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR100429568B1 (en) 2004-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100494030B1 (en) Image sensor and method for fabricating the same
KR100429568B1 (en) Image sensor for measuring the sheet resistance and fabricating method of the same
KR100748323B1 (en) A fabricating method of image sensor
KR100494645B1 (en) Method for fabricating CMOS image sensor with spacer block mask
KR100790210B1 (en) Image sensor and fabricating method of thesame
KR100790233B1 (en) Fabricating method of image sensor
KR100440775B1 (en) Image sensor and fabricating method of the same
KR100748314B1 (en) Image sensor and fabricating method of the same
KR100813801B1 (en) Image sensor with improved light sensitivity and fabricating method of the same
KR100671699B1 (en) Image sensor and fabricating method of the same
KR100851497B1 (en) Imase sensor with improved capability of low light level and method for fabricating thereof
KR100873812B1 (en) Image sensor with improved charge capacity and fabricating method of the same
KR100340059B1 (en) image sensor with finger type photodiode
KR20010004105A (en) Image sensor and method for fabricating the same
KR100790229B1 (en) Image sensor and fabricating method of the same
KR100399938B1 (en) Image sensor for measuring the dark signal
KR100714604B1 (en) Image sensor and method for manufacturing the same
KR20030056060A (en) Image sensor with improved charge capacity and fabricating method of the same
KR100748345B1 (en) Image sensor with improved light sensitivityy and fabricating method of the same
KR100790286B1 (en) Fabricating method of image sensor
KR20070033694A (en) MOS image sensor manufacturing method
KR100736524B1 (en) Image sensor
KR20060020399A (en) Test pattern of image sensor for measuring the sheet resistance in epi-layer
KR20030057710A (en) CMOS Image sensor for sensitivity improvement and method for fabricating the same
KR100748316B1 (en) Fabricating method of image sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110330

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee